プログラミング言語

• コンピュータに計算の指示を出すために、コンピュータが理解できるように指示文を書きます。
• 経済分野のデータ分析でよく利用されるのは、
  • Matlab
  • Stata
  • R
  • Python
  • Fortran
  • Julia

なぜPython？

• 無料
• 基本的なことなら十分できる
• コードが読みやすい
• 応用先が豊富
  • データ解析
  • 数値解析
  • AI開発
  • アプリケーション開発
• ライブラリの開発が盛ん

ライブラリ

いろんな操作を自分でわざわざコーディングしていたら大変です。

• ある一連の操作を実行してくれるコードを、世界中の人たちが作成・公開してくれています。
  • これらがモジュールと呼ばれます。
• モジュールを集めたものがパッケージ
• パッケージを集めたものがライブラリ
  • 統計分析を行うもの(statsmodels)
  • グラフ描写を行うもの(matplotlib)

Pythonの実行

• Pythonのファイルは「.py」という拡張子で保存されています。

• Pythonはそれなりに使いやすいですが、

  • 1つのテキストファイルを作って
  • いちいちそれをコマンドラインで実行して

  という作業を行うのは面倒です。

• アプリケーション内でコードを書いて、アプリケーション内で実行するようなものもあります。

  • Spyderなど

Jupyter Notebook

• 最近ではより便利なNotebook形式のファイルを使ったりする。
  • 拡張子が「.ipynb」のファイルです。
• 例えば、Jupyter Notebookは1つのファイルの中でpythonコードの実行ができます。
• この講義では、notebook形式のファイルを用います。
  • Google Colaboratory
  • Jupyter Notebook
  • Jupyter Lab

四則演算

さあ、早速Notebookを開いてください。 セルに次のコードを入力してみてください。

足し算（10+2）

10 + 2

12

引き算（10-2）

10 - 2

8

掛け算（10\times 2）

10 * 2

20

割り算（10\div 2）

10 / 2

5.0

• 半角が基本です。
• 半角スペースは無視されます。
• 全角スペースにも注意。
• 「1行に1つの処理」が基本。

乗算

乗算はアスタリスク（*）を2つ

2^3

2**3

8

\sqrt{9} = 9^{1/2} = 9^{0.5}

9**(1/2)

3.0

かっこに注意。

9**1/2

4.5

これは実質 9^1 \div 2 を計算していることになっている。

剰余

割った後の余り（剰余）を計算するためには、%を使う。 10 \mod 2 = 0 10 \mod 3 = 1 10 \mod 4 = 2

10 % 2

0

10 % 3

1

10 % 4

2

条件式

いくつかの条件式が使えます。

• 正しいとTrue、正しくないとFalseが帰ってくる。
• 条件式の例は以下に。（コメントアウトについては後述）

# リストに入っているかどうか
test_list = [0,1,2,3]
3 in test_list # test_listに3が入っている

True

# 等価
3 == 4 # 3と4が等しい

False

3 == 3 # 3と3が等しい 

True

3 > 2 # 3が2より大きい

True

3 <= 2 # 3が2以下

False

3 >= 2 # 3が2以上

True

# 数字と文字の比較
3 == "3"

False

3 == str(3)

False

"3" == str(3)

True

# 真偽（bool）値比較
True == True

True

# 真偽（bool）値比較
True == 1

True

# 真偽（bool）値比較
True == 0

False

# 真偽（bool）値比較
False == False

True

# 真偽（bool）値比較
False == 0

True

変数と結果の保持

a = 10+2 
b = 10*2 
a

12

a = 10+2 
b = 10*2 
b

20

a = 10+2 
b = 10*2 
a, b

(12, 20)

a = 10+2 
b = 10*2 
a*b+60

300

変数のルール

• Pythonですでに使われていないもの
  • Pythonではいくつかの関数が用意されている
  • “+”や”-“、”^“などもダメ。演算と勘違いされる。
• スペースを含まない。
  • “ogisu yoshitaka”という変数は作れない。
  • こういうケースではスペース部分を”_“（アンダーバー）で置き換えたりする。
  • “ogisu_yoshitaka”という変数は作れる。

ogisu_yoshitaka = 10+2
ogisu_yoshitaka

12

Notebookの出力

• Notebookでは、基本的に、一番最後の入力結果が出力される。

a = 10+2 
b = 10*2 

a
b

20

• print関数を使えば、途中の結果も出力できる。

a = 10+2 
b = 10*2 

print(a)
b

12

20

コメントアウト

コード内でコメントを残せる。 Pythonでは、“#”以降が処理されない。

a = 10+2 
b = 10#+2 

a,b

(12, 10)

• コメントアウトを使ってメモを残すことを癖にするべき。

a = 10+2 # 10に2を足している
b = 10*2 # 10に2をかけている

a,b

(12, 20)

a = 10+2 # 10に2を足している
b = 10*2  10に2をかけている

a,b

これはエラーになる（2行目で処理がストップする）。

長いコメントアウト

コメントが長い場合は、“““、あるいは’’’で始まりと終わりを囲えばOK

"""
ここでは
すきほうだい
c = 2+1
できるぜ
"""

'''
こっちでも
OK
'''

a = 10+2 # 10に2を足している

a #, c

12

文字列

“あるいは’で囲えば文字列を扱える。

a = 10+2
b = "おぎす"

print(a) # 変数のaの値を出力
print("a") # aを文字として出力
print(b) # 文字列の入っている変数bを出力

12
a
おぎす

• 文字列を足すと、次のようになる。

myname = "おぎす"
text = "わたしの名前は" + myname + "です。"

print(text)

わたしの名前はおぎすです。

文字と数字

• 文字列と数字は足せない。
  • 整数の数字はint型
  • 実数の数字はfloat型
  • 文字列はstr型
• 「strとint」、「strとfloat」の演算は定義されていない。
  • 文字列に数値を入れたい場合は、“str”という関数を使って、数値を文字列に変換する。

myname = "おぎす" # str型
age = 20 # int型

text0 = "わたしの名前は" + myname + "です。"
#text1 = "わたしの年齢は" + age + "です。" # エラーを吐く。
text2 = "わたしの年齢は" + str(age) + "です。" # エラーを吐かない。

print(text0)
print(text2)

わたしの名前はおぎすです。
わたしの年齢は20です。

Pythonリスト

変数などを集めたものとして、リストを作ることができる。

a = 10+2
b = 10*2

test_list0 = [12, 20]
test_list1 = [a,b]

print(test_list0)
print(test_list1)

[12, 20]
[12, 20]

Pythonリストの参照

リストの第i要素には、次のようにアクセスできる。

• Pythonのカウントは、0から始まることに注意

test_list3 = [12, 20, 30, 40, 50]

print(test_list3[3]) # 4番目の要素を参照
print("4番目の要素は、"+str(test_list3[3])+"です。") 

40
4番目の要素は、40です。

• このときのiをインデックスという。
• そのインデックスで表される値（上の例では40）を第i要素とよぶ。

スライス参照

• 要素は、「ここからここまで」と指定できる。
• この場合、[1:3]のように指定。
  • だたし、上限値は含まれないことに注意。

test_list3 = [12, 20, 30, 40, 50]

print(test_list3[1:4]) # 第1要素から第3要素を参照

[20, 30, 40]

• 「第何要素以降」、「第何要素より前」もできる

test_list3 = [12, 20, 30, 40, 50]

print(test_list3[1:]) # 第1要素以降

[20, 30, 40, 50]

test_list3 = [12, 20, 30, 40, 50]

print(test_list3[:3]) # 第3要素より前

[12, 20, 30]

後ろからの参照

一番後ろの要素を[-1]で参照できる。

test_list3 = [12, 20, 30, 40, 50]

print(test_list3[-1]) # 一番後ろの要素

50

test_list3 = [12, 20, 30, 40, 50]

print(test_list3[-2]) # 後ろから2番目の要素

40

test_list3 = [12, 20, 30, 40, 50]

print(test_list3[-2:]) # 後ろから2番目以降の要素

[40, 50]

test_list3 = [12, 20, 30, 40, 50]

print(test_list3[:-1]) # 一番後ろの要素より前の要素

[12, 20, 30, 40]

まとめ

• 基本的な演算やリストは覚えておかないといけません。
• プログラミングは、基本的には、習うより慣れろです。
• 次回は以下のトピックス。
  • if文
  • for文
  • 関数